AAV制造的媒体小组:寻找成功的配方

基因疗法在治疗各种目前无法治愈的遗传病方面显示出巨大的潜力。虽然病毒载体是基因传递的首选方法,但其cGMP的生产也造成了该行业的瓶颈。解决这一瓶颈的办法是提高病毒载体滴度,减少运营足迹。对于腺相关病毒(AAV)而言,这涉及到一个行业朝着使用悬浮HEK293细胞系的方向发展。

影响AAV生产效率和生产率的因素之一是选择合适的细胞培养基。使用的培养基对细胞密度和病毒滴度有着深远的影响,需要仔细评估和选择,并考虑到具体的工作流程。

然而,目前还没有标准化的AAV制造方法,理想的培养基取决于多种因素,包括细胞系、载体优化、AAV血清型/假型以及转染参数,如靶细胞密度和转染率。提高病毒产量有几个障碍,优化培养基配方以提高效价的过程既耗时又昂贵。

利用培养基面板选择和优化HEK293悬浮培养基用于AAV的生产,可以加速这一过程,并通过临床评价推动更多的基因治疗走向商业化。培养基面板包括一系列营养多样的培养基配方,供制造商在其细胞系的过程中进行测试,加快选择过程,并使他们能够更快地通过培养基优化。媒体小组正在彻底改变AAV制造商为其矢量制造过程建立优化媒体的方式,并提出了一些好处,将在下面讨论。

什么是最佳培养基?

毫无疑问,AAV制造商正试图从他们的培养物中获得最高的滴度。更高的滴度允许设施每批生产更多的载体,提高生产力,降低成本,加快上市速度。许多制造商将其目前的低滴度与其细胞培养基的质量直接联系起来,无论是商业来源还是内部生产。实现更高的生产力,同时保持一致的载体质量,是病毒载体过程开发人员的关键。

在寻找介质时,应考虑批与批之间的一致性等因素。这对于确保整体产品质量和满足大规模生产的GMP标准至关重要。

此外,制造商可能希望确定平台驱动和方法独立的媒体增强功能。这使得培养基可用于多种产品,并可简化新工艺的建立,例如灌注操作、基于包装或稳定生产细胞系的开发工艺,或未来替代产品的制造。诸如媒体面板之类的产品旨在提供组成的多样性,并且易于定制,从而增加灵活性。

选择介质

提高上游AAV制造过程的效率是基因治疗开发人员的首要任务,而培养基似乎是可以实现巨大改进的领域之一。在为任何过程选择介质时,最终有三种可用的选择,它们是选择目录、“定制”目录,还是开发专有配方。虽然在选择介质时没有“一刀切”的解决方案,但大多数制造商通常专注于目录介质,至少主要是将其作为开发优化介质的“起点”。

基因治疗在临床阶段的进展速度得益于世界各地监管机构制定的若干支持策略[1],这意味着在这一过程的早期必须有一种有效的cGMP制造介质。因此,许多开发人员更喜欢与优化目录介质相关的更精简的开发过程,这大约需要1-3个月,而专有配方则需要1-2年。

对于制造商来说,开发最佳培养基的重要性是显而易见的,然而,当涉及到优化培养基配方时,他们会发现自己面临一些挑战,无论是使用目录还是专有配方。介质的理想选择完全取决于它所用于的具体过程。因此,制造商可能会花费数月时间评估和最终确定不同的配方,但收效甚微。AAV制造商的平均报告滴度和平均目标滴度之间的差异可高达两个数量级。

制造商在这方面可能面临的一些挑战包括低滴度和产量、低细胞密度和细胞培养基似乎缺乏一致性。选择和优化介质所花费的时间、不断上升的成本以及供应链管理挑战进一步加剧了这些问题。因此,在采购介质时,供应商的能力和能力与配方本身同样重要。

选择供应商

在选择媒体供应商时,制造商尤其是管理后期项目的制造商非常重视供应链的安全性。他们应该寻找一个供应商,一旦他们的产品进入市场,就可以维持他们的媒体供应。对于规模较小的早期项目,重点可能更多地放在提供的技术和监管支持上,要求提供信息以支持其文化的建立,包括在必要时提供协助。

然而,媒体和支持要求针对每个项目,在选择供应商时应进行评估,以帮助确保他们能够在整个AAV制造过程中为客户提供支持。媒体供应商拥有一系列能力,包括安全的供应链和监管支持等,以简化AAV制造和加快上市速度,无论项目的阶段或复杂性如何。

媒体面板

细胞培养基的优化是AAV生产厂家的关键;然而,当被问及如何实现这一目标时,很少有人知道除了内部开发之外还有什么其他选择。HEK293电池是AAV制造中最常用的电池。虽然它们可以作为贴壁或悬浮培养物进行培养,但由于在达到临床评估时具有可伸缩性的挑战,该行业正在远离贴壁培养物。这就增加了选择和优化培养基的挑战,特别是当培养基适应悬浮液时。

加快优化过程的一个选择是使用面板介质。媒体小组提供各种各样的,随时可用的,非GMP原型配方,以筛选各种过程,但也可以提供详细的协议,以简化实验设计。找到理想培养基的可能性增加意味着与获得更高滴度相关的开发时间和成本减少。

病毒载体HEK培养基面板中使用的配方经过特别选择,可提供广泛的关键营养素,以简化评估过程。对一系列具有配方多样性的平板培养基进行测试,可以确定一种最终培养基,该培养基具有更好的生产力和更高的效价。目录媒体通常提供有限的公共配方信息,这使得建立真正多样化的评估具有挑战性。精心设计的媒体面板所提供的多样性使得识别推动生产力和质量的关键组件变得更加简单。每种配方都有意区别于小组中的其他配方,并可能满足不同水平的目标人群或克隆人的营养需求(图1)。利用小组中每个配方的数据来确定关键驱动因素,可以简化优化过程并支持理想配方的开发。

图1:利用各种媒体面板确定最佳媒体。

使用来自经验丰富且可靠的供应商的媒体面板,制造商可以利用其专业知识更轻松地选择配方并成功优化。通过与现场应用科学家和专门的研发团队密切合作,可以对使用媒体小组时收集的数据进行有经验的解释,并可以产生一个信息充分的建议。在媒体面板被评估用于进一步分析和优化、快速非GMP原型制作或全面GMP制造之后,这种专业技能可以长期使用。

面板内的介质应在符合GMP的生产设施中可扩展。这是因为基因疗法在调控过程中进展非常迅速,因此需要尽快建立一个商业上可行的工作流程,包括培养基。当基于AAV的基因治疗商业化时,知道选择的培养基可以在符合GMP的设施中生产,可以极大地平滑从临床开发到市场的过渡。制造商也可以从一个媒体小组中受益,该小组提供了监管支持,一旦选择了最佳的媒体,就可以简化临床阶段的转移。

媒体面板将如何推动发展?

媒体小组改变AAV基因治疗制造商选择和优化细胞培养基的方式的潜力是深远的。较小的样本量允许制造商测试一系列的配方,并在内部验证效价。这可以通过向制造商提供有关介质对其工艺影响的相关数据来加速开发过程。如果需要,他们可以利用这些信息进一步优化培养基,并比从头开始更快地达到最佳配方。这种能力,通常是不提供给基因治疗制造商,将支持这些疗法的快速发展到市场上。

关于作者

Céline Martin目前是Gibco Bioproduction的全球产品经理。自2017年以来,她一直是Thermo Fisher Scientific的一员,并参与为生物工艺科学家提供正确的工具,使世界更健康。她在洛林法国大学的生物处理博士学位,重点研究生物反应器流体力学对MSC微载体培养的影响,并在加入热-费希尔科学优化CHO、HEK和ESC过程之前作为上游开发科学家。她目前的工作重点是管理和开发基因治疗制造业的新解决方案。

Jennifer Zatina是Gibco的全球产品经理™ PD快递服务。她于2020年加入赛默飞世尔科技公司,负责生物生产分析、媒体和饲料面板。在加入赛默飞世尔科技之前,她在膳食补充剂行业从事了10多年的产品开发和管理工作。


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